環境工程微生物學實驗教學改革探索

武秀琴　李印霞　張慶甫

河南工程學院資源與環境學院　河南鄭州　451191

環境工程微生物學實驗教學改革探索

武秀琴李印霞張慶甫

河南工程學院資源與環境學院河南鄭州451191

根據目前環境工程微生物學實驗教學普遍存在的問題，從增加實驗學時 、穩定實驗隊伍、調整實驗內容、提高學生學習積極性、完善考核方式等方面進行改革，全面提高實驗教學效果，培養應用型人才。

環境工程微生物學；實驗教學；改革探索

環境工程微生物學是把微生物學的基本原理、技術和方法應用于環境污染監測、環境污染治理及環境保護等方面，同時是與工業微生物、農業微生物及醫學微生物等學科既相互滲透交叉又彼此獨立的一門綜合性較強的邊緣學科。環境微生物學實驗是課程理論知識與實踐應用的紐帶，是培養學生應用環境微生物學的理論和技術探索和解決環境問題的有效手段[1]。環境工程微生物學一直是環境工程、環境監測與治理、環境科學等環境類專業的基礎核心課，實驗教學是該課程的重要組成部分。由于環境微生物學實驗是一門實踐性及應用性很強的學科，其獨特的研究方法和手段已廣泛地滲透到現代生命科學的各個領域[2]。因此，很多高校都將實驗課程作為一門重要的基礎實驗課單獨開設。為了提高實驗教學效果，很多從事環境工程微生物學實驗教學的同行，從師資隊伍、教學內容、教學方法和考核方式等諸方面進行了一系列的探索和嘗試，并取得了一定的成果。本文根據我校環境工程微生物學實踐教學團隊的日常教學體會，總結了目前環境工程微生物學實驗教學存在問題，并對實驗課教學改革進行了一些探索和嘗試，最終目標是提高實驗課教學效果。

1　環境微生物學實驗教學存在的問題

1.1擴招后學生人數迅速增加教學面臨新的挑戰

河南工程學院前身為鄭州經濟管理學院及河南省紡織高等專科學校，自2001年開始招收環境監測與治理專業專科生，從2007年合并升本后開始招收環境工程專業本科生，從2011年開始招收資源環境科學專業本科生，作為坐落于人口大省省會的一所高校，學生的生源始終還不錯。從2007年開始，每年本科招5～6個自然班，其中資源環境科學專業2個班，環境工程專業3～4個班，同時還有環境監測與治理技術專科班及國外合作辦學班，擴招后學生人數的劇增，每年至少有250人同時開設環境工程微生物學實驗課，但是由于目前學生總體素質下降，采用大班教學直接影響教學效果。我們在教學過程中發現，多數學生認為該實驗課程與其他實驗課存在不小差別，難度較大，出現部分學生不認真操作、敷衍了事等不良現象。因此，環境工程微生物學實驗教學改革勢在必行。

1.2實踐教學總學時數有限教師隊伍不穩定

我校環境工程微生物學的實驗總學時數專科及環境工程本科專業為16學時，資源環境科學專業為32學時。在有限的學時內，完成環境工程微生物學課程要求學生掌握的全部實驗技能對應的實驗項目確實存在很大困難。

另外，長期以來，由于種種原因，實驗室人員普遍學歷較低，專業性不強，而且實驗人員隊伍不穩定，缺少專職實驗指導教師，只能開展一些基本的驗證性實驗項目，加之人員流動性大，在一定程度影響了實驗教學效果。

1.3實踐教學內容相對陳舊

作為一門專業基礎實驗課，傳統的實驗教學往往以單一的驗證性實驗為主[3]。這些實驗內容相對陳舊或存在重復現象[4]，例如傳統的實驗教學中，把顯微鏡的使用單獨作為一個獨立的實驗項目開設，現在的情況是很多學生在中學課程的學習中已經基本掌握了普通光學顯微鏡的使用方法與維護[5]。同時還有些實驗內容也明顯過時，如在傳統的實踐教學中，要求學生必須掌握棉塞的制作、移液管和三角瓶玻璃儀器的包扎等基本技術，而現在一般都用乳膠塞代替了棉塞、用微量注射器代替移液管等。因此，應根據本學科實驗技術的進展及時調整實驗內容和項目。

2　環境工程微生物學實驗教學的改進措施

2.1采用小班教學增加實驗總學時數

針對擴招后人數劇增的狀況，我們犧牲自己的休息時間，以學生的課余時間為依據，充分利用中午和晚上、甚至周末時間開展實驗課程教學采用小班教學，每組2～3人，確保每個學生都能親自動手進行實驗，實驗效果不因人數增加而降低。

自2011級起，我們將環境工程微生物學實驗課單列，課時增加為32課時，開設了本課程要求學生掌握的顯微技術(包括個體形態觀察、大小測量、顯微直接計數等項目)、微生物染色技術、無菌操作技術、培養基的配制及滅菌技術、純種分離及培養技術、菌種保藏技術等全部單元操作；同時，對資源環境科學專業增加為時2周的課程實習，集中時間開設比較費時的綜合性及設計性實驗，主要實驗項目包括大腸桿菌生長曲線的制作、水體大腸菌群的檢測、微生物菌種鑒定常用的生理生化實驗、化學消毒防腐劑最佳作用條件的研究、有機污染物降解菌的分離與篩選及降解條件的優化等。經過調整，學生普遍反映可以系統地掌握微生物學的基本實驗技能，為以后專業課程的學習及畢業論文的順利進行奠定了良好的基礎。

2.2打造穩定、高水平的實驗教學隊伍

從2006年開始實行專門從事理論教學的教師與實驗指導教師每學期換崗輪流教學，這樣有利于理論和實驗教師之間的充分的學術交流，的確是一種“多、快、好、省”提高實驗師資隊伍素質的方法[6]。同時，我們鼓勵引導新入職的博士、碩士首先進入實驗室工作3～5年，從職稱評定、培訓進修等方面上提高實驗人員的福利待遇水平，打造一支高水平的實驗教學隊伍。有的碩士博士5年結束后主動要求留在實驗室工作，這樣不但穩定了教師隊伍，還可以使學生參與教師的科研項目，全面提高了學生的動手能力及科研素質，從畢業后考取研究生的學校反饋的信息顯示改進后的培養的學生科研素質在同類高校中相對較好，受到導師及學生的普遍好評。

2.3根據學科發展情況調整實驗內容

在實驗內容上，我們力爭與時俱進，根據學科發展趨勢，補充新的教學內容。隨著分子生物學技術在環境工程微生物中越來越廣泛的應用[7]，在原先的基礎上減少了已經明顯落伍的實驗項目，及時補充了土壤中DNA的提取、微生物的菌種鑒定、分離篩選高效降解菌等實驗項目，被學生普遍認可。

2.4提高學生實驗的積極性與主動性

首先，我們打破傳統教學教師做主角，學生被動參與的現狀。在實驗教學過程中，引導學生認真思考。例如：在進行微生物生長測定時，傳統的教學是將細胞大小的測定及數目測定作為2個實驗項目完成，經過教師引導學生將2個實驗融為一個，提出在測定微生物數目時可以同時進行細胞大小的測定，由于血球計數板的計數室每一個小方格的邊長是已知的，因此可以粗略的測定細胞的大小，再與測微尺測定的結果進行比較驗證，學生很有成就感。其次，我們堅持將日常生活與環境工程微生物學實驗教學聯系起來，培養學生興趣。例如，在進行無菌器材的準備時啟發學生思考如何對手機、鍵盤、餐具、宿舍環境等日常用品進行消毒；在檢測空氣、水中菌落總數時鼓勵學生對經常飲用的礦泉水、飲料及學生卡、鑰匙、紙幣等也進行檢測，還可以直接檢測口腔中的細菌等。最后，我們還充分利用手機改善實驗教學效果。允許學生上課攜帶手機，在使用顯微鏡觀察微生物形態時，改變傳統教學中現場手工繪制生物圖的方式，允許學生將看到的影像用手機拍下來，可以進一步放大，看得更清晰，也方便繪圖；在微生物生長測定時，將校正及測定結果先用手機拍攝下來，再讀數，可節約課堂實驗時間，學生興致很高，還在朋友圈分享自己的圖片，掀起了“比學趕超”的熱潮，也充分調動了學生的積極性。

2.5建立完善的實驗考核模式客觀學生評價學習效果

教學考核不是最終目的，只是檢驗教學效果的一種手段，當然也是實驗教學內容的延續[8]。科學合理的考核方式可以明顯提高教學質量[9]。在環境工程微生物學實驗的第一堂課，向學生說明該實驗課的考核辦法、內容以及評分標準，讓學生清楚考核只是一種學習方式。特別是規定實驗課不及格者不能補考，只能重修，一定程度上打消了個別學生實驗課混學分的想法。在教學過程中發現學生對實驗課高度重視，幾乎沒出現遲到、早退、曠課現象。

在這種模式下，學生不僅要學習實驗操作技能，還要養成嚴謹的學習態度。在多層面征求意見和廣泛研究的基礎上，采取多方面、多角度、多層次的考核進行綜合評分的考核方式。細化考核操作要點及評分細則。將實驗出勤情況、預習情況、實驗操作技能、實驗報告的書寫、筆試成績等方面都納入考核內容。各部分所占比例分別是實驗的預習情況及出勤情況占15%，實驗的實際操作占30%，實驗報告的書寫占35%，筆試成績占20%。通過這種方式可以客觀、公正、全面地評價學生的環境工程微生物學實驗原理的理解、操作方法的掌握及其他綜合素質。

實驗報告是實驗的一個重要部分[10]，在環境工程微生物實驗教學中，教師嚴格要求實驗報告。我們非常重視實驗報告的書寫，實驗報告所占比例最大。在實驗項目開展之前，要求學生完成預習報告，否則不允許進如實驗室，本次課按曠課處理。促使學生了解實驗目的、理解實驗原理、熟悉實驗的操作步驟及可能遇到的問題，實驗中教師重點強調實驗注意事項。實驗結束后，要求學生及時書寫實驗報告，認真完成思考題，總結實驗中的不足、收獲、意見及建議。尤其對實驗中出現的異常現象及結果進行認真分析，查找原因。鼓勵學生利用課余時間進行補救。從而有效地鍛煉了學生發現問題、分析問題及解決問題的能力，大大提高了教學效果。

3　結束語

在學院向應用型大學轉型之際，我校環境工程本科專業被河南省教育廳列為重點專業改革試點，資源環境科學本科專業作為河南工程學院的重點扶持專業，環境工程微生物學課程作為學院的重點建設課程，實驗教學改革與探索任重而道遠。我們將繼續努力，以社會需求為導向，全面提高學生的綜合實驗素質，為培養優秀的高層次的環境類應用型人才，服務于地方級國家經濟建設做出自己的貢獻。

[1] 梁璐怡,胡寶蘭,朱亮.環境微生物學實驗教學模式改革[J].實驗技術與管理,2012,29(9):126-129.

[2] 王鐵邦,華興夏,姚菊香.加強實驗技術隊伍建設，充分發揮實驗平臺功能[J].實驗技術與管理,2013(8):207-209.

[3] 洪慶華,徐正,秦璐璐.環境微生物學實驗教學的改革:創新與反饋[J].實驗室研究與探索,2011,30(5):101-103.

[4] 黃玉茜,韓梅,孫軍德.關于環境微生物學實驗教學的幾點想法[J].微生物學雜志,2012(6):99-102.

[5] 金清肅,彭偉,趙聰敏.工科院校實驗教學改革的思考[J].實驗室研究與探索,2002,21(5):29-30.

[6] 吳慶貴,鄒利娟.應用微生物學專業《環境微生物學》教學初探[J].綿陽師范學院學報,2011,30(2):134-137.

[7] 何寶燕,尹華,葉錦韶.創新實驗教學體系促進實踐能力培養:環境微生物學實驗教學改革[J].微生物學通報,2008,35(10):1655-1658.

[8] 趙國虎.建立完善的實驗考核制度提高農科學生的實驗技能[J].甘肅農業大學學報,1999,34(3):431-433.

[9] 蔣麗娟,王曉琳,尹燕.環境微生物學實驗教學改革的探索[J].實驗室研究與探索,2015,34(3):226-228.

[10] 胡超珍,張甲,陳蘭州.環境微生物學自主設計性實驗教學探討[J].實驗技術與管理,2008,25(12):146-147.

Exploration on Environmental Microbiology Experimental Teaching Reform

Wu Xiuqin, Li Yinxia, Zhang Qingfu
College of resources and environment, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou, 451191, China

According to the current environmental engineering microbiology experiment teaching are widespread problems, from increasing experimental classes, stability experiment team, adjusting the experiment content, to improve students' study enthusiasm, perfecting examination methods etc to reform, improve experiment teaching effect, cultivating applied talents.

environmental engineering microbiology; experimental teaching; reform and exploration

2016-05-11

武秀琴，碩士，副教授。

2015年度河南工程學院環境工程微生物學重點課程建設項目(編號：2015-2016)。